Anleitung zum Ganzkoerper-Messprogramm SCAN =========================================== Ausdrucken dieser Anleitung auf der VAX mit $PRINT EX_HELP:SCNHLP.TXT, wenn Sie auf Ihrem Experiment-Account eingelogged sind. Fuer den Ganzkoerperzaehler existieren folgende Datenerfassungsprogramme: STAT Energiespektren fuer vier stationaere Detektoren SCAN Ortsspektren fuer vier bewegte Detektoren SCAM Energie-Orts-Matrizen fuer vier bewegte Detektoren TSCAN Energie-Zeit-Matrizen fuer vier stationaere Detektoren Folgende Auswerteprogramme stehen auf der PDP11 zur Verfuegung: ASTA Auswertung fuer STAT-Spektren INCOR Berechnung von Incorporations-Aktivitaeten aus STAT-Spektren ASCA Auswertung fuer SCAM-Matrizen Dieses Programm dient der Aufnahme von eindimensionalen Ortsspektren mit vier bewegten Detektoren. Fuer jeden Detektor wird ein eigenes Energie- fenster definiert. Alle Ereignisse die in ein solches Fenster fallen, werden ohne Untergrundkorrekturen in den jeweils aktuellen Kanal des zuge- hoerigen Ortsspektrums aufgesammelt. Falls es notwendig ist, den Untergrund zu beruecksichtigen, sollte das Programm SCAM verwendet werden, um aus den Energie-Ortsmatrizen die notwendigen Daten zu extrahieren. Die Aufloesung der Ortsspektren betraegt 1cm/Kanal. Jedes der 4 Spektren hat eine Laenge von 256 Kanaelen. Ihre Reihenfolge ist: Detektor 1 Detektor 2 Detektor 3 Detektor 4 Waehrend der Messung wird der Ganzkoerper-Scanner vom Programm aus gesteuert. Er muss zu diesem Zweck in Stellung 'automatisch 1x' und 'Vorschub extern' stehen. Bei Start der Messung laeuft der Messkopf zunaechst auf die Anfangs- stellung und durchlaeuft dann in 1mm Schritten die vorgegebene Scan-Strecke. Fuer jeden Detektor erfolgt eine eigene Totzeitkorrektur. Mit einem 1MHz Takt wird die Lifetime eines jeden der vier ADCs gemessen und in 0.1s Takten zum Rechner uebertragen. Sobald die Sollzeit eines Detektors fuer einen Schritt erreicht ist, werden die von diesem Detektor eintreffenden Daten verworfen. Wenn alle vier Detektoren fertig sind, wird der Scanner um einen Schritt weitergefahren, die Datenerfassungs-Hardware gecleart und die Messung fortgesetzt. Nach jeweils 10 Schritten (=1cm) werden die Ortsspektren um einen Kanal weitergeschaltet. Wird das Ende der vorgegebenen Scan-Strecke erreicht, endet die Messung mit der Meldung 'SCAN finished'. Der Scanner bleibt in der erreichten Position stehen. Falls der Scanner jedoch waehrend der Messung auf den Endschalter auflaeuft, faehrt er auf den Anfang zurueck. Die Geschwindigkeit des Scannervorschubes ist so gewaehlt, dass bei einer Messung ohne Totzeit sich eine kontinuierliche Scanner-Bewegung ergibt. Die Hard- und Software Voraussetzungen sind: PDP11/23+ mit 512kB DRQ11-CA DMA Interface DRV11-J Interface DRQ11-Routing-Einheit VT240 Terminal RSX11S PDP11 Betriebssystem VAX als DECNET-host-Rechner Die Task SHOSPE muss auf der PDP11 installiert sein, wenn eine graphische Darstellung der Spektren gewuenscht wird. Das SCAN-Programm erwartet eine feste Reihenfolge der Interfaces im Routing- Ueberrahmen. Von links: IFS Karte (Modus: LFT, FREI) ADC Interface (Detektor 1) IFS Karte (Modus: LFT, FREI) ADC Interface (Detektor 2) IFS Karte (Modus: LFT, FREI) ADC Interface (Detektor 3) IFS Karte (Modus: LFT, FREI) ADC Interface (Detektor 4) Die Karten muessen so platziert werden, dass sich fuer die Detektoren 1,...4 die Kennungen 0,...3 ergeben. Fuer die IFS-Karten muss der Lifetime-Takt auf 0.1s verdrahtet sein (Standard ist 1s). Als Interface zur Scannersteuerung dienen die Karten GKZ1 und GKZ2. Sie muessen benachbart in der Reihenfolge GKZ1-GKZ2 an einer beliebigen Stelle im Routing- Ueberrahmen untergebracht, und mit der Scannersteuerung folgendermassen ver- bunden werden: Interface GKZ2 Ext. Steuer. LB2570 Start --> Start + Rueck Stop --> Stop Imp. --> Imp. Eing. Rueckl. <-- Rueckl. Ausg. Die maximale Datenrate ist begrenzt auf 10kHz, d.h. im Mittel 2.5kHz je Detektor. Die Spektren entsprechen dem Strahlenzentrumsstandard und koennen deshalb mit einer Anzahl vorhandener Programme weiterverarbeitet werden. Das Spektrum ist in 512 byte Records segmentiert, mit dem Header im ersten Record. Der Header enthaelt am Anfang einen standardisierten Teil und anschliessend noch eine Reihe weiterer Daten (z.B. Lifetime-, Realtime-Zaehler usw.), zu denen man ueber den Include-File EX_PROG:SCNPRM.FTN Zugang hat. Die Kanaele des Spektrums sind als INTEGER*4 deklariert, d.h. jeder Kanal kann ca. 10**10 Ereignisse aufnehmen. Ein Record enthaelt 128 Kanaele. Der Verschnitt am Ende des Spektrums ist mit Nullen aufgefuellt. Die Spektren werden auf der VAX unter dem zugeordneten Account gespeichert. zB.: Experiment xxxx Account xxxx File Name [dir]spektr.spe oder disk:[dir]spektr.spe Ablage auf EX_DATA:[dir]spektr.spe bzw. disk:[dir]spektr.spe entpricht DATA$xxxx:[dir]spektr.spe Falls die File-Spezifikation keine 'Node::' oder 'Device:' Angabe enthaelt, so wird die Default Device-Angabe 'EX_DATA:' hinzugefuegt (und auch am Bild- schirm angezeigt). 'EX_DATA:' kann durch den Login-File des Experiment- Accounts auf der VAX als "Logical" umdefiniert werden. Der Default fuer 'EX_DATA:' ist in LOGDEF.COM als DATA$xxxx (die Datenplatte) definiert. Das Messprogramm hebt seine aktuellen Parameter in dem File EX_PARAM:SCNPAR.DAT auf, um sie bei einem nachfolgenden Start als Default- Werte anbieten zu koennen. Achtung: Die Logicals EX_DATA, EX_PARAM, EX_PROG und EX_HELP sind nur lokal innerhalb eines Experiment-Accounts gueltig. Man muss sich also auf dem richtigen Account einloggen, um sie verwenden zu koennen, z.B. fuer ein $PRINT EX_HELP:SCNHLP.TXT . Im Gegensatz dazu sind die Logicals EX$xxxx und DATA$xxxx (xxxx steht fuer Experiment xxxx) global bekannt. Die Auswerteprogramme sollten moeglichst nach dem gleichen Default- Mechanismus arbeiten. Bildschirmanzeigen ------------------ In der obersten Zeile wird an erster Stelle der Name des Programmes darge- stellt. An zweiter Stelle folgt die Statusinformation offline/online/test, die anzeigt ob die Messung gestartet ist oder nicht. Dann folgt der Name des Spektrums und am Ende der Zeile eine detaillierte Statusanzeige in hexadezimaler Form von folgender Bedeutung: STATUS of spectrum (hexadecimal) 0001 Spectrum created on disk 0002 Spectrum saved on disk 0004 Spectrum created in memory 0008 Spectrum loaded in memory 0010 Experiment online 0020 Autonomous stop of experiment 0040 Test run 0100 Experiment failure 0200 Wrong typ of spectrum 0400 Error reading header of spectrum 0800 Error reading spectrum file 1000 Header loaded Die zweite Zeile dient der Ausgabe von Fehlermeldungen (blinkend), sowie Informationen ueber die augenblicklichen Aktivitaeten des Programmes. Bedienung des Programmes ------------------------ Das Programm ist weitgehend selbsterklaerend. Die notwendigen Eingaben werden in Dialogform angefordert. Der Dialog ist in einer Hyrarchiestruktur auf- gebaut, wobei mittels Menuelisten von einer Dialogebene in die andere ge- wechselt werden kann. Bei Parametereingaben werden im allgemeinen Vorbeleg- ungswerte in Klammer ausgegeben, die mit der RETURN-Taste uebernommen werden koennen. +++ Einstiegsebene EXIT Verlassen des Programmes. START EXPERIMENT Fuehrt zu einer weiteren Dialogebene, in der eine naehere Spezifikation des Starts erfolgt. SHOW HEADER Zeigt die wichtigsten Daten des Headers, der jedem Spektrum beigefuegt ist: Name des Experimentes. Name des Spektrums. Titelzeile Laenge des Spektrums. Startzeit und -datum. Stopzeit und -datum. Die Zeit in Sekunden, waehrend der das Experiment gestartet war (Realtime). Anzahl der Daten, die auf Grund ihrer Datenkennung ausgesondert wurden, weil sie mit dem Experiment in keinem Zusammenhang stehen (Rejected data). Entweder wurde beim Start die Datenkennung falsch angegeben, oder es ist eine zusaetzliche Datenquelle unbeabsichtigt mitgelaufen. Anzahl der Daten, die durch Hardwarefehler oder -stoerungen ver- stuemmelt uebertragen wurden (Data errors). Die um die Totzeit korrigierte Zeit (Realtime - Deadtime), die fuer jeden Detektor zur Datenaufnahme zur Verfuegung stand (Lifetime). Anzahl der von jedem Detektor verarbeiteten Daten (Processed data). Anzahl der Daten, die ausserhalb der angegebenen Fenstergrenzen lagen und deshalb nicht verarbeitet wurden (Data out of window). Die Fenstergrenzen fuer jeden der vier Detektoren. Die Darstellung des Headers kann mit der Leertaste wiederholt und mit der Return-taste beendet werden. Fuer ein nicht existierendes Spektrum (Status new) erfolgt eine gekuerzte Ausgabe. SHOW SPECTRUM Startet die Subtask SHOSPE zur graphischen Darstellung des Spektrums auf dem Bildschirm sowie Peak-Integration. Die Ausgabe erfolgt im Tektronix 4010 Modus. Mit ^H (Taste CTRL und Taste H gleichzeitig) koennen Bedienungs- hinweise fuer SHOSPE abgerufen werden. Die Task SHOSPE muss auf der PDP11 installiert sein. Ferner muss genuegend Platz fuer SHOSPE im Speicher der PDP11 vorhanden sein, sonst erfolgt ein Abbruch mit Fehlermeldung. SET FILE NAME Eingabe eines Datei- (File) Namens fuer das Spektrum. Dieses kann ein bereits existierendes (Status old) oder ein noch nicht existierendes (Status new) Spektrum sein. Die Angabe muss im VAX File Format erfolgen. Die Eingabe erfolgt getrennt fuer device:[directory] und filename. Die device:[directory] Eingaben werden, falls noetig, ergaenzt: Eingabe Resultat dir EX_DATA:[dir] [dir] EX_DATA:[dir] dev:[dir] dev:[dir] node::[dir] node::[dir] node::dev:[dir] node::dev:[dir] Falls nur die Directory angegeben wird, wird diese ergaenzt durch den logischen Device-Namen 'EX_DATA:' (s.o.). Das Resultat wird in der obersten Bildschirmzeile ausgegeben. DELETE SPECTRUM Ein existierendes Spektrum wird geloescht (im Arbeitsspeicher und auf der VAX), die Daten sind verloren. HELP Kopiert diesen Help-file auf den Bildschirm. +++ Startebene RETURN Rueckkehr zur uebergeordneten Dialogebene. CREATE NEW SPEKTRUM Start der Messung, falls noch kein Spektrum des angegebenen Namens existiert (Status new). Der Spektrenfile wird auf der VAX in dem zugeordneten Account allokiert (s.o.), ist zunaechst jedoch noch leer. Fuer ein bereits existier- endes Spektrum erfolgt eine Fehlermeldung (Status old). CONTINUE OLD SPECTRUM Start der Messung, falls sie mit einem bereits existierenden Spektrum (Status old) fortgesetzt werden soll. Das Spektrum wird von der VAX zur PDP11 geladen, falls es noch nicht da ist. Fuer ein noch nicht existierendes Spektrum erfolgt eine Fehlermeldung (Status new). TEST RUN Start der Messung, falls noch kein Spektrum des angegebenen Namens existiert (Status new), ohne jedoch auf der VAX einen File zu allokieren. Beim Stop der Messung werden die Daten nicht zur VAX gerettet, im Speicher bleiben sie aber erhalten und werden erst bei einem erneuten Start geloescht. Waehrend der Messung koennen die Daten mit 'SAVE SPECTRUM' zur VAX gerettet werden, beim ersten mal jedoch nur mit 'NEW VERSION', da das Spektrum noch nicht existiert. Die Messdaten koennen waehrend des TEST RUNs im Speicher (nicht auf der Platte) geloescht werden mittels einer Funktion im Display-Programm (SHOW SPECTRUM). PRINT DATA Druckt in hexadezimaler Form die Daten, so wie sie vom Experiment uebertragen werden, direkt auf dem Bildschirm aus. Die ersten vier Tetraden stellen die Datenkennung dar und die letzten vier das Datenwort: KKKK DDDD. Diese Funktion dient Diagnosezwecken (zB. Ermittelung der Datenkennung), ein Spektrum wird nicht akkumuliert. In der Datenkennung ist immer das erste bit gesetzt. +++ Start-Parameter Eingabe Die Werte in ( ) sind Vorbelegungen und koennen mit RETURN uebernommen werden. Title Zur Beschreibung der Messung kann eine Titelzeile eingegeben werden. Length of scan Laenge der Scan-strecke in cm Lifetime per 1cm step Angabe der Scan-Geschwindigkeit bezogen auf die 'Lifetime' der Detektoren, d.h. durch Verzoegerung des Vorschubs erfolgt eine Totzeitkorrektur (s.o.). Lower/Upper thresholds Angabe der Fenstergrenzen fuer die Detektoren. Alle Ereignisse innerhalb der Grenzen (einschl. Grenzen) werden in den Ortsspektren akkumuliert. Negative Angaben fuer die Grenzen werden zu Null gesetzt. Die Lage der Grenzen kann mit Hilfe der Energiespektren des Programmes STAT ermittelt werden. +++ Funktionen bei laufendem Experiment STOP EXPERIMENT Die Messung wird gestoppt und das Spektrum zur VAX uebertragen (nicht im 'TEST RUN' Modus). Sollte hierbei die Fehlermeldung 'VAX not reachable' auftreten, so ist die VAX entweder abgeschaltet oder ueberlastet. Der Stop kann dann beliebig wiederholt werden. SAVE SPECTRUM Waehrend der laufenden Messung kann das Spektrum zur VAX gerettet werden. Dabei ist es moeglich das dort bereits existierende Spektrum zu ueberschreiben (Update) oder unter gleichem Namen eine neue Version anzulegen (New version). Waehrend der Uebertragung des Spektrums zur VAX laeuft die Messung weiter. Da die Uebertragung des Spektrums zur VAX eine gewisse Zeit benoetigt, hat das gerettete Spektrum in seinen verschiedenen Bereichen einen unterschied- lichen zeitlichen Stand. Ferner kann ein periodischer Update gestartet werden, der in Abstaenden von einer Stunde das Spektrum rettet und den Vorgang auf dem Bildschirm proto- kolliert. Die Messung wird dabei nicht angehalten. Waehrend des periodischen Updates ist das Terminal fuer Eingaben gesperrt. Er kann mit ^H (controle H) abgebrochen werden. SHOW HEADER Siehe oben. SHOW SPECTRUM Siehe oben. RUN PROGRAM Diese Funktion dient dazu bei laufender Messung ein weiteres Programm zu starten, zB.: RUN RVT Login zur VAX. Falls die PDP nicht genuegend Speicher zur Verfuegung hat, oder die VAX sich nicht meldet, oder das Programm sich nicht zurueckmeldet oder das Terminal nicht allokiert, erfolgt nach 20s ein Abbruch mit Fehlermeldung und Rueckkehr zum Messprogramm. Nach Verlassen des Programms wird in das Messprogramm zurueckgekehrt. Wurde das Programm (z.B. ANALYS) mit SUSPEND beendet, d.h. es wurde gestoppt, verblieb aber im Speicher, so wird es vom Messprogramm beim naechsten RUN PROGRAM, ohne den Namen anzufordern, mit RESUME wieder aktiviert. Dies geht erheblich schneller als ein neuer Start. Wird das Messprogramm beendet, so wird ein eventuell suspendiertes Subprogramm mit ABORT abgebrochen. Die aktuellen Parameter des Subprogrammes gehen dabei verloren. Anhang: ======= A) Scanner-Interface GKZ1, GKZ2 ============================ Das Scanner-Interface zur Steuerung des Ganzkoerper Scanners LB2570 ist auf den Steckkarten GKZ1 (Interface zur PDP11 + Logik) und GKZ2 (Interface zum LB2570) untergebracht. Beide Karten sind ueber den Privatbus des Routing-Einschubes miteinander verbunden. Der Anschluss an die PDP11 erfolgt ueber ein DRV11-J Interface. Zum LB2570 sind folgende Verbindungen notwendig: Interface GKZ2 Ext. Steuer. LB2570 Start --> Start + Rueck Stop --> Stop Imp. --> Imp. Eing. Rueckl. <-- Rueckl. Ausg. Mit dem Scanner-Interface koennen folgende Steuerbefehle und Status- eingaben ausgetauscht werden: Befehlsausgabe ueber DRV11-J (Port C) ------------------------------------- '0000'X Alle Befehle negiert '1000'X Start Scanner-Ruecklauf '20nn'X Laden des Scanner-Impuls-Untersetzers 'nn'X: 2-Komplement fuer Untersetzung (1 bis 256) (z.B. 1-->'FF'X, 2-->'FE'X, 256-->'00'X) Basistakt = 4kHz '40nn'X Laden und Starten des Scanner-Schrittzaehlers (5um Schritte) Wird nicht ausgefuehrt, falls 'Reset' ansteht (sh. '8000'X) 'nn'X: 2-Komplement der Schrittzahl (1 bis 256) Falls der Scanner noch am Rueck- oder Vorlaufen ist, wird der Fehlerstatus '8000'X gesetzt und ueber die LED 'Flr' angezeigt. '8000'X Reset Interface, stop Scanner Reset bleibt anstehen bis ein anderer Befehl gegeben wird, der aber dann u.U. nicht ausgefuehrt wird (sh. '40nn'X). Statuseingabe ueber DRV11-J (Port D) ------------------------------------ '0000'X Alles OK '1000'X Scanner meldet Ruecklauf (nach Befehl '1000'X). '2000'X ------ '4000'X Scanner im Vorlauf (nach Befehl '40nn'X). '8000'X Fehlermeldung: Start auf laufenden Scanner (nach Befehl '40nn'X). Wird durch Befehl '8000'X geloescht. Zur Erzeugung der Schrittmotor-Step-Pulse fuer den Scanner wird der 1MHz Takt des Routing zunaechst auf 4kHz untersetzt, um dann in der programmierbaren Untersetzerstufe um den Faktor 1 - 256 weiter unter- setzt zu werden. Es koennen damit Vorschubgeschwindigkeiten von (0.5 - 128)s/cm eingestellt werden. Mit jedem Step-Puls wird der von 1 - 256 programmierbare Schrittzaehler angestossen. Der Scanner- Vorschub wird mit dem Laden des Schrittzaehlers gestartet und nach Ablauf des Schrittzaehlers gestoppt. Er kann ferner durch den 'Reset' Befehl jederzeit gestoppt werden. Der programmierbare Untersetzer muss nur einmal vor Beginn des ersten Starts geladen werden. Er wird durch 'Reset' nicht geloescht. Die Initialisierung am Anfang geschieht mit dem 'Reset' Befehl. Sie kann jederzeit wiederholt werden. B) GKZ1 Scanner Interface Verdrahtung DRV11-J Connector J2-01 J2-31 +5V J2-02 C I/O 12 J2-32 GRND J2-03 J2-33 J2-04 J2-34 GRND J2-05 C I/O 14 J2-35 GRND J2-06 C I/O 15 J2-36 GRND J2-07 J2-37 GRND J2-08 C I/O 13 J2-38 GRND J2-09 C I/O 5 J2-39 GRND J2-10 C I/O 7 J2-40 GRND J2-11 C I/O 3 J2-41 GRND J2-12 C I/O 1 J2-42 GRND J2-13 C I/O 2 J2-43 GRND J2-14 C I/O 0 J2-44 GRND J2-15 C I/O 6 J2-45 D I/O 15 J2-16 C I/O 4 J2-46 D I/O 14 J2-17 GRND J2-47 GRND J2-18 +5V J2-48 GRND J2-19 GRND J2-49 D I/O 12 J2-20 J2-50 GRND J2-21 GRND J2-22 GRND J2-23 GRND J2-24 DRV11 RPLY C J2-25 GRND J2-26 GRND J2-27 +5V J2-28 GRND J2-29 J2-30 GRND Am besten einfach alles ausprobieren. Unverstaendliche Zusammen- haenge bitte notieren, ebenso unklare Fehlermeldungen sowie falsche Reaktionen des Programmes. 22.01.1991K. Huber